Условно прикладные программы можно разделить на методикоориентированные и проблемно-ориентированные. Примером первых служат пакеты прикладных программ, предназначенных для решения широкого круга математических задач. Сфера приложения таких программ заранее не определена. Наоборот, проблемно-ориентированные программы служат для решения конкретного, часто очень узкого класса задач. Это, например, редакционно-издательские системы, системы трехмерной машинной графики, экспертные системы и многие другие.
Прикладное программное обеспечение способствует внедрению средств вычислительной техники практически во все сферы человеческой деятельности. В промышленности – это системы управления, технической и технологической подготовки производства; в бизнесе – системы материального и финансового учета; в науке – автоматизированные системы научных исследований (АСНИ); в образовании – автоматизированные обучающие системы (АОС); в быту – компьютерные игры и развлечения; в связи – электронная почта; в медицине – диагностическое оборудование.
Наиболее широкое применение нашли прикладные программы в области автоматизации делопроизводства и управленческой деятельности. Здесь можно выделить пять "электронных технологий", ставших наиболее популярными:
1) текстовые процессоры, ориентированные на автоматизацию работы практически всех категорий пользователей компьютеров;
2) системы управления базами данных (СУБД), позволяющие создать собственную информационную систему и манипулировать данными, включенными в эту систему;
3) табличные процессоры, предназначенные для автоматизации подготовки проектов планов и отчетов административного характера;
4) системы машинной графики, служащие инструментом автоматизации проектирования и научных исследований;
5) информационно-вычислительные сети ЭВМ, предназначенные для обмена информацией между пользователями различных ЭВМ.
Существует четыре характерные группы пользователей ЭВМ, которые по-разному используют в своей деятельности вычислительную технику и программные продукты.
Первая и наиболее многочисленная группа – это рядовые пользователи, которые работают с готовыми прикладными программами.
Следующий уровень пользователей – прикладные программисты, которые создают прикладные программы для работы рядовых пользователей. Прикладные программисты используют в своей работе языки программирования высокого уровня и должны обладать более глубокими знаниями в области информатики, чем рядовые пользователи.
Особую группу пользователей образуют системные программисты, разрабатывающие компоненты системного программного обеспечения. Системный программист – это, как правило, высококвалифицированный программист с большим стажем работы в данной области деятельности. Его работа связана с разработкой языков программирования и систем программирования, сервисных программ, отдельных компонентов операционных систем и операционных систем в целом. Поэтому системные программисты обладают наиболее глубокими знаниями в сфере информатики.
Еще одна группа пользователей – это обслуживающий персонал и администрация вычислительных центров коллективного использования ЭВМ. Эти работники следят за состоянием вычислительной техники, проводят ее техническое обслуживание и ремонт, поэтому они также должны обладать знаниями в области эксплуатации и технического обслуживания ЭВМ.
На практике информация всегда представляется в виде каких-либо сообщений. Информационное сообщение связано с источником информации, приемником информации и каналом передачи. Сообщение от источника к приемнику передается в материально-энергетической форме (электрической, световой, звуковой и т.д.). Человек воспринимает сообщение посредством органов чувств. Технические устройства воспринимают сообщения с помощью специальной аппаратуры – датчиков. Информация может быть непрерывной, или аналоговой, либо дискретной. В некоторых случаях переход от непрерывного представления информационного сигнала к дискретному дает значительные преимущества при передаче, хранении и обработке информации. Для этих целей в информационной технике используются аналого-цифровые преобразователи; обратное преобразование информации осуществляется цифро-аналоговыми преобразователями.
Для представления дискретной информации в цифровых вычислительных машинах применяется алфавитный способ, основой которого является использование фиксированного набора символов любой природы, называемого алфавитом. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв – словом в этом алфавите. При этом не требуется, чтобы слово обязательно имело языковое смысловое значение.
Для ввода в ЭВМ информация должна быть перенесена на специальный носитель, с которого она воспринимается машиной. Исходным носителем информации служит бумага. На перфокарты и перфоленты символы наносятся посредством совокупности пробитых и непробитых позиций. На магнитных носителях информации – лентах, дисках, барабанах и картах – для нанесения информации используется чередование участков с различной намагниченностью. Таким образом, для представления информации на указанных носителях используется алфавит, включающий в себя всего две буквы (есть пробивка, нет пробивки; есть намагниченность, нет намагниченности).
Очевидно, что процесс преобразования информации требует представления букв одного алфавита буквами или словами другого алфавита. Такое преобразование называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.
В вычислительной технике получило распространение двоичное кодирование информации, при котором вводимые в ЭВМ символы представляются средствами двоичного алфавита, состоящего из двух букв – символов 0 и 1.
Независимо от того, как изображает исходные данные пользователь (числа или строки символов), они преобразуются в последовательности двоичных цифр 0 и 1. При выводе информации осуществляется обратное преобразование двоичных данных в удобную для пользователя форму.
Двоичная цифра называется битом. Группа из n бит позволяет
представить 2n комбинаций от 00...00 до 11...11. Представление данных группой из восьми бит называется байтом. С помощью одного байта можно закодировать 28=256 различных комбинаций. В информатике байт стал стандартной базовой единицей измерения количества информации. Содержание байта может интерпретироваться по-разному: оно может быть кодированным представлением символа внешнего алфавита, целым или вещественным числом, частью машинной команды и т.д. Интерпретацию байта фактически осуществляет программист в зависимости от контекста своей программы.
Биты в байте нумеруются справа налево, начиная с нуля. Четыре соседних бита в байте называются тетрадой. Единица данных, кратная байту и равная разрядности регистров процессора ЭВМ, называется машинным словом. Машинное слово является основной единицей данных, которой оперирует процессор ЭВМ. Длина слова может составлять 1, 2, 4, 8 и более байт.
Для представления больших объемов информации используются производные от байта крупные единицы измерения: килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт). При этом выполняются следующие соотношения:
1 Кбайт = 210 = 1024 байт; 1 Мбайт = 220 = 1 048 576 байт; 1 Гбайт = 230 = 1 073 741 824 байт.
Процесс обработки информации в ЭВМ сопровождается преобразованием чисел из одной системы счисления в другую.
Система счисления – это совокупность правил наименования и записи чисел. Существуют два вида систем счисления – позиционные и непозиционные.
Непозиционные системы счисления появились значительно раньше позиционных систем. В них символы, обозначающие какое-то число, не меняют своего значения в зависимости от местоположения в изображении этого числа. Самая известная непозиционная система счисления – римская, в которой для записи чисел используются буквы латинского алфавита. Буква I всегда означает единицу, буква V – пять, X – десять, L – пятьдесят, C – сто, D – пятьсот, M – тысячу и т.д. Например, десятичное число 267 записывается в римской системе счисления как CCLXVII.
В информатике применяются только позиционные системы счисления. В каждой позиционной системе счисления используется определенный набор символов, называемых цифрами, последовательная запись которых изображает число. Количество символов в наборе соответствует основанию системы счисления. Позиция символа в изображении числа называется разрядом. Младший разряд целой части числа имеет номер 0. Каждой цифре соответствует число, которое меньше основания системы счисления. В зависимости от позиции цифры в числе ее значение умножается на степень основания, показатель которой равен номеру разряда.
Таким образом, целое положительное число A в позиционной системе счисления можно представить следующим выражением:
A(n) an pn an1pn1 ...a1p1 a0p0,